西气东输管道工程3.6km顶管施工.ppt

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1、西气东输管道工程3.6km顶管施工1 1工程简述西气东输管道工程西起新疆,东至上海,全长约4 000 km,为国家重点工程,本项目为郑州段黄河穿越部分。由长度3 600 m 的钢顶管以及顶管工作井3 座、接收井1 座组成。2 2工程位置及地形地貌工程位于黄河主河槽内,顶管穿越断面的地势,呈南高北低状,南岸为级阶地前缘,北岸漫滩开阔。穿越段断面呈“”字型,处于河床以下,地貌单元为河床及低漫滩。3 3工程地质和水文条件管线穿越断面的地层主要由第四系全新统冲积的粉土、粉砂、中砂、黏性土、砾砂、坡积黄土状土及第四系上更新统冲积黄土状土,中更新统残积粉质黏土、冲积粉质黏土组成。4 4工程地质评价工程范围

2、内河床基本稳定,低漫滩和河床段穿越地层为水位以下的中砂地层,中密状态,中砂层成拱性差,水位以下易坍落,当水位差较大时,还会产生流砂、管涌等现象。低漫滩地下水是赋存在层中之潜水,河床局部地段为黄河水所覆盖,和地下水连通。5 5顶管总体设计方案 工程通过郑州黄河段河宽7.32 km,采用顶管法通过主河槽,管道穿越长度3 600 m。沿线共设置3 个工作井及1 个接收井,其中3 个位于现有主河道北侧滩地.6 6工程施工2.2 2.2 沉井施工过程沉井施工过程（1 1）施工坑开挖施工坑开挖沉井采取在基坑中制作，以减少下沉深度，降低施工作业面。开沉井采取在基坑中制作，以减少下沉深度，降低施工作业面。开挖

3、深度为挖深度为6 6米，考虑到拆除垫架和支模操作的需要，基坑比沉井米，考虑到拆除垫架和支模操作的需要，基坑比沉井宽宽2 2米，四周挖排水沟，集水井，使地下水位降至比基坑底面低米，四周挖排水沟，集水井，使地下水位降至比基坑底面低0.5m0.5m，挖土采用，挖土采用1 1台小松台小松220-3 1.0m3220-3 1.0m3反铲挖掘机进行。配合人反铲挖掘机进行。配合人工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放。工修坡和平整坑底，挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放。（2 2）沉井制作沉井制作刃脚支设刃脚支设本沉井高度大，重量重，地基强度较低，采用垫架法支撑。本沉井高度大，重量重，地基强度较低

4、，采用垫架法支撑。沉井刃脚铺设标准枕木（沉井刃脚铺设标准枕木（160mm220mm2500mm 160mm220mm2500mm）作支承垫）作支承垫架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。地基上铺架的垫木，然后在其上支设刃脚及井壁模板，浇筑砼。地基上铺设砂垫层，可减少垫架数量，将沉井的重量扩散到更大的面积上，设砂垫层，可减少垫架数量，将沉井的重量扩散到更大的面积上，避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设垫木和抽避免制作中发生不均匀沉降，同时易于找平，便于铺设垫木和抽除。除。7 7（3 3）模板支设和钢筋绑扎模板支设和钢筋绑扎 沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求沉井

5、制作的模板支设和钢筋绑扎与普通结构施工要求一样，只不过由于是在软基上施工，所以要均匀对称施一样，只不过由于是在软基上施工，所以要均匀对称施工，以防止不均匀沉降。工，以防止不均匀沉降。（4 4）混凝土浇筑混凝土浇筑混凝土采用商品砼，并用砼输送泵，送至沉井浇筑部位，混凝土采用商品砼，并用砼输送泵，送至沉井浇筑部位，沿井壁均匀对称浇筑。浇筑采用分层平铺法，每层厚沿井壁均匀对称浇筑。浇筑采用分层平铺法，每层厚 30cm 30cm，将沉井沿周长分成若干段同时浇筑，保持对称，将沉井沿周长分成若干段同时浇筑，保持对称均匀下料，以避免一侧浇筑，使沉井倾斜，每层混凝土均匀下料，以避免一侧浇筑，使沉井倾斜，每层混

6、凝土量为量为23m23m3 3，要求，要求2h2h内浇筑一层。内浇筑一层。两节混凝土的接缝处设凹型水平施工缝，上节混凝土须两节混凝土的接缝处设凹型水平施工缝，上节混凝土须待下节混凝土强度达到待下节混凝土强度达到 70%70%后浇筑，接缝处经凿毛及后浇筑，接缝处经凿毛及冲洗处理，并浇冲洗处理，并浇10cm 10cm 厚减半石子混凝土。厚减半石子混凝土。8 8沉井产生倾斜的可能原因 刃脚下土质软硬不均；拆刃脚垫架时，抽出承垫木未对称同步进行，或未及时回填；挖土不均，使井内土面高低悬殊；刃脚下掏空过多，使沉井不均匀突然下沉；排水下沉，井内一侧出现流砂现象；刃脚局部被大石块或埋设物搁住；井外弃土或施工

7、荷载对沉井一侧产生偏压。9 9解决方法如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或在较低的一侧适当回填砂石，必要时配以井外射水，或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。待其正位后，再局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正。待其正位后，再均匀分层取土下沉。均匀分层取土下沉。位移产生的原因多由于倾斜导致，如沉井在倾斜情况下位移产生的原因多由于倾斜导致，如沉井在倾斜情况下下沉，则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜纠正时，下沉，则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜纠正时，如倾斜一侧土质较松软时如倾斜一侧土质较松软时,

8、由于重力作用，有时也沿倾由于重力作用，有时也沿倾斜方向产生一定位移，因此预防位移应避免在倾斜情况斜方向产生一定位移，因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉，下下沉，加强观测加强观测,及时纠正倾斜。位移纠正措施一般及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时至刃脚中心与设计中心位置吻合时,再纠正倾斜，因纠再纠正倾斜，因纠正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜正倾斜重力作用产生的位移，可有意向位移的一方倾斜后，使其向位移相反方向产生位移纠正。后，使其向位移相反方向产生位移纠正。

9、1010为解决穿黄顶管施工中的高水压、管周摩擦阻力大、障碍物复杂的难点，该项目采取泥水平衡顶管工艺，选用日本RASA公司的顶管机和日本特殊的粉状一体型减阻润滑材料，为克服富水砾岩砂卵石层和含有钙质结合的粘土层对顶管施工的不利影响，确保施工的顺利进行提供了可靠的保障。1111穿黄顶管关键技术主要有：后方顶和中继接力顶进、长距离微粒滚动减阻、GPS、激光和陀螺仪测量定向、砾石破碎泥水输送、PLC控制泥水平衡和有限空间超长距离通风保障技术等顶管技术。1212在施工中的问题和解决方法1.超长距离的砂砾地层中顶进，中继间止水密封部摩损极大 解决方法：（1）止水圈可局部调整压密度（2）止水圈可在线更换而不

10、必使用压气。（3）中继间上润滑注入孔的位置设在止水圈前方，顶进时与中继间同步开动注浆，可有效力隔离砂粒损坏止水圈 13132.顶管内有毒有害气体与灰尘 对人体的伤害解决方法：（1）保证顶管内的氧气浓度不低于20%，有毒有害气体与灰尘的浓度不大于有害于身体健康的浓度，其中CO30mg/m3，NO250mg/m3，CO20.5%，SO20.0005%，工作面通风设备的噪音不超过80分贝。（2）用于通风的空气必须清洁，在地下作业点新鲜空气量不低于每人每分钟4m3，风速大于0.15m/s，最大风速不超过6m/s。（3）控制工作面温度不超过28，相对湿度不超过80%。1414砾石破碎泥水平衡顶管系统优势(3)泥水加压使流砂层开挖面稳定安全;(4)水位以下,能常压作业(无需气压);(5)滞水砂层、含水量高的黏土层及高水压砾石层,泥水平衡顶管都能施工,其适应土质范围较广;(6)管路排泥,连续出土效率高,速度快,适合超长距顶管;(7)噪声较小,管内干净,地下工作环境好;(8)泥水平衡式顶管便于实现连续测量,顶管精度高1515